JP5108601B2 - Glow plug with combustion pressure sensor - Google Patents

Glow plug with combustion pressure sensor Download PDF

Info

Publication number
JP5108601B2
JP5108601B2 JP2008106530A JP2008106530A JP5108601B2 JP 5108601 B2 JP5108601 B2 JP 5108601B2 JP 2008106530 A JP2008106530 A JP 2008106530A JP 2008106530 A JP2008106530 A JP 2008106530A JP 5108601 B2 JP5108601 B2 JP 5108601B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
heater
detection element
glow plug
pressure detection
combustion pressure
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2008106530A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2009257662A (en
Inventor
俊介 前田
伸介 伊藤
正好 松井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Niterra Co Ltd
Original Assignee
NGK Spark Plug Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NGK Spark Plug Co Ltd filed Critical NGK Spark Plug Co Ltd
Priority to JP2008106530A priority Critical patent/JP5108601B2/en
Publication of JP2009257662A publication Critical patent/JP2009257662A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5108601B2 publication Critical patent/JP5108601B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Measuring Fluid Pressure (AREA)

Description

本発明は、自動車用エンジン等の内燃機関に使用される燃焼圧力センサ付きグロープラグに関する。   The present invention relates to a glow plug with a combustion pressure sensor used for an internal combustion engine such as an automobile engine.

従来から、自動車用のディーゼルエンジン等の内燃機関に使用されるグロープラグとして、内燃機関の燃焼圧力を検出するための燃焼圧力センサを具備した燃焼圧力センサ付きグロープラグが知られている。   2. Description of the Related Art Conventionally, a glow plug with a combustion pressure sensor provided with a combustion pressure sensor for detecting the combustion pressure of the internal combustion engine is known as a glow plug used in an internal combustion engine such as a diesel engine for automobiles.

このような燃焼圧力センサ付きグロープラグにおいては、圧力検出素子を、より燃焼室に近い軸方向先端側に設けることによって、振動によるノイズの影響等を軽減することができ、より高精度に燃焼圧力を検出することができる。このため、例えば、ハウジング内の、ヒータの軸方向後端側端部と隣接する位置に位置するように、圧力検出素子を設けた燃焼圧力センサ付きグロープラグが知られている(例えば、特許文献1参照。)。また、このような燃焼圧力を検出するための圧力検出素子として、ピエゾ抵抗素子を用いることが知られている(例えば、特許文献2参照。)。
特開2007−292415号公報 特許第3166015号公報
In such a glow plug with a combustion pressure sensor, by providing the pressure detection element closer to the tip end in the axial direction closer to the combustion chamber, it is possible to reduce the influence of noise due to vibration, etc., and to increase the combustion pressure with higher accuracy. Can be detected. For this reason, for example, a glow plug with a combustion pressure sensor in which a pressure detection element is provided so as to be located in a position adjacent to the axial rear end side end portion of the heater in the housing is known (for example, Patent Documents). 1). Further, it is known to use a piezoresistive element as a pressure detecting element for detecting such combustion pressure (see, for example, Patent Document 2).
JP 2007-292415 A Japanese Patent No. 3166015

上記したように、燃焼圧力センサ付きグロープラグにおいては、圧力検出素子を、ヒータの後端側端部と隣接する位置等のできるだけ燃焼室に近い位置に配置することが行われている。ところが、ハウジング内のヒータの後端側には、ヒータに電力を供給するための電力供給用導電性部材として、例えば、中軸等と称される金属製の棒状部材等が配置されている。このため、中軸の配置位置を避けて、ハウジング内に圧力検出素子及びこの圧力検出素子を搭載するための圧力検出素子搭載部材等を設ける必要があり、燃焼圧力センサ付きグロープラグの小型化の妨げとなるという課題があった。   As described above, in the glow plug with a combustion pressure sensor, the pressure detection element is arranged at a position as close to the combustion chamber as possible, such as a position adjacent to the rear end side end of the heater. However, on the rear end side of the heater in the housing, as a power supply conductive member for supplying power to the heater, for example, a metal rod-like member called a central shaft or the like is disposed. For this reason, it is necessary to provide a pressure detection element and a pressure detection element mounting member for mounting the pressure detection element in the housing, avoiding the position of the central shaft, which hinders the downsizing of the glow plug with the combustion pressure sensor. There was a problem of becoming.

また、上記のような圧力検出素子のノイズを低減して高精度で燃焼圧力を検出する方法としては、圧力検出素子において4つの抵抗をブリッジ状に配置したホイートストンブリッジを組む方法も知られている。しかしながら、このようなホイートストンブリッジを用いた場合、圧力検出素子からの出力線が4本となるため、4本の線材等の信号伝達用導電性部材を配置するための空間がハウジング内に必要となり、燃焼圧力センサ付きグロープラグの小型化の妨げとなるという課題があった。   Further, as a method for detecting combustion pressure with high accuracy by reducing noise of the pressure detection element as described above, a method of assembling a Wheatstone bridge in which four resistors are arranged in a bridge shape in the pressure detection element is also known. . However, when such a Wheatstone bridge is used, there are four output lines from the pressure detection element, so a space for arranging signal transmission conductive members such as four wires is required in the housing. However, there has been a problem that the glow plug with a combustion pressure sensor hinders downsizing.

本発明は、上記課題を解決するためになされたものである。本発明は、高精度に燃焼圧力を検出することができるとともに、小型化を図ることのできる燃焼圧力センサ付きグロープラグを提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above problems. An object of the present invention is to provide a glow plug with a combustion pressure sensor that can detect combustion pressure with high accuracy and can be downsized.

本発明の燃焼圧力センサ付きグロープラグは、筒状に形成されたハウジングと、前記ハウジング内に配置された圧力検出素子と、先端側が前記ハウジングの先端部から突出し、後端側が前記ハウジング内に収容されるように設けられたヒータであって、先端面が受圧面とされ、前記圧力検出素子に燃焼圧を伝達するヒータと、前記ハウジング内の前記ヒータより軸方向後端側に設けられると共に前記ヒータに直接又は他部材を介して接続される、前記ヒータに電力を供給するための電力供給用導電性部材であって、前記圧力検出素子が配置されると共に前記ヒータの中心軸と直交するように設けられ、前記ヒータによって伝達された燃焼圧によって歪む圧力検出素子搭載部を有する電力供給用導電性部材とを具備し、前記電力供給用導電性部材が、前記圧力検出素子が配置される前記圧力検出素子搭載部と、当該圧力検出素子搭載部の前記圧力検出素子が配置される側とは反対側の背面側中央部から前記ヒータの中心軸方向に突出する棒状部とを具備し、前記圧力検出素子搭載部の周縁部と前記棒状部との間に前記ヒータによって伝達された燃焼圧を作用させて前記圧力検出素子搭載部を歪ませることを特徴とする。 The glow plug with a combustion pressure sensor of the present invention has a cylindrical housing, a pressure detecting element arranged in the housing, a front end side protruding from a front end portion of the housing, and a rear end side accommodated in the housing. A heater having a tip end surface as a pressure receiving surface, a heater for transmitting a combustion pressure to the pressure detecting element, an axially rear end side of the heater in the housing and the heater A power supply conductive member connected to the heater directly or via another member for supplying power to the heater, wherein the pressure detection element is disposed and orthogonal to the central axis of the heater provided, the heater by comprising a power supply conductive member having a pressure sensing element mounting portion distorted by the combustion pressure transmitted, the power supply conductive portion However, the pressure detection element mounting portion on which the pressure detection element is disposed, and the central axis direction of the heater from the back side central portion on the opposite side of the pressure detection element mounting portion on the side on which the pressure detection element is disposed A rod-shaped portion protruding to the periphery of the pressure-sensing element mounting portion, and distorting the pressure-sensing element-mounting portion by applying a combustion pressure transmitted by the heater between a peripheral portion of the pressure-sensing element mounting portion and the rod-shaped portion. Features.

本発明の燃焼圧力センサ付きグロープラグでは、ヒータに電力を供給するための電力供給用導電性部材が、圧力検出素子が配置されヒータによって伝達された燃焼圧によって歪む圧力検出素子搭載部を有し、ここに圧力検出素子を搭載する構成となっている。したがって、ハウジング内に、電力供給用導電性部材とは別に圧力検出素子搭載部材を設ける必要がなく、部品点数を削減して燃焼圧力センサ付きグロープラグの小型化を図ることができる。また、圧力検出素子搭載部がヒータの中心軸と直交するように設けられているので、ハウジング内の、ヒータの軸方向後端側端部と隣接する位置に位置するように、圧力検出素子を設けることができ、振動によるノイズの影響等を軽減して高精度に燃焼圧力を検出することができる。さらに、圧力検出素子搭載部が歪むことで燃焼圧力を検出するので、ヒータによって伝達された燃焼圧が圧力検出素子に直接加わることがなく、圧力検出素子の破損を防止できる。   In the glow plug with a combustion pressure sensor of the present invention, the power supply conductive member for supplying power to the heater has a pressure detection element mounting portion that is disposed with the pressure detection element and is distorted by the combustion pressure transmitted by the heater. The pressure detection element is mounted here. Therefore, it is not necessary to provide a pressure detection element mounting member in the housing separately from the power supply conductive member, and the glow plug with the combustion pressure sensor can be downsized by reducing the number of components. In addition, since the pressure detection element mounting portion is provided so as to be orthogonal to the central axis of the heater, the pressure detection element is disposed so as to be positioned in the housing adjacent to the end portion on the rear end side in the axial direction of the heater. The combustion pressure can be detected with high accuracy by reducing the influence of noise caused by vibration. Furthermore, since the combustion pressure is detected when the pressure detection element mounting portion is distorted, the combustion pressure transmitted by the heater is not directly applied to the pressure detection element, and damage to the pressure detection element can be prevented.

上記構成の燃焼圧力センサ付きグロープラグでは、電力供給用導電性部材が、圧力検出素子が配置される圧力検出素子搭載部と、当該圧力検出素子搭載部の圧力検出素子が配置される側とは反対側の背面側中央部からヒータの中心軸方向に突出する棒状部とを具備し、圧力検出素子搭載部の周縁部と棒状部との間にヒータによって伝達された燃焼圧を作用させて圧力検出素子搭載部を歪ませる構成とすることが好ましい。これによって、圧力検出素子搭載部を効率良く歪ませて、高精度に燃焼圧力を検出することができる。   In the glow plug with a combustion pressure sensor configured as described above, the conductive member for power supply includes a pressure detection element mounting portion on which the pressure detection element is disposed and a side on which the pressure detection element is disposed on the pressure detection element mounting portion. A bar-shaped portion protruding in the central axis direction of the heater from the opposite rear side central portion, and pressure is applied by applying the combustion pressure transmitted by the heater between the peripheral portion of the pressure-detecting element mounting portion and the rod-shaped portion It is preferable that the detection element mounting portion is distorted. As a result, the pressure detecting element mounting portion can be efficiently distorted and the combustion pressure can be detected with high accuracy.

上記構成の燃焼圧力センサ付きグロープラグでは、圧力検出素子が、絶縁性材料を介して圧力検出素子搭載部に固着されている構成とすることが好ましい。これによって、電力供給用導電性部材と圧力検出素子との間で電気的な短絡が生じることを確実に防止することができる。この絶縁性材料としては、ガラスを好適に用いることができる。   In the glow plug with a combustion pressure sensor having the above configuration, the pressure detection element is preferably fixed to the pressure detection element mounting portion via an insulating material. Thus, it is possible to reliably prevent an electrical short circuit from occurring between the power supply conductive member and the pressure detection element. As this insulating material, glass can be preferably used.

上記構成の燃焼圧力センサ付きグロープラグでは、圧力検出素子はピエゾ抵抗体を具備し、当該ピエゾ抵抗体がヒータの中心軸に対して点対称となるように配置され、かつ、全てのピエゾ抵抗体が直列に接続されるように、圧力検出素子が圧力検出素子搭載部に配置される構成とすることが好ましい。これによって、振動によって発生するノイズ等を点対称に配置されたピエゾ抵抗体によって相殺して除去することができ、高精度に燃焼圧力を検出することができる。また、ホイートストンブリッジ等を使用する必要もないので、信号伝達用導電性部材の数を、4つ未満とすることができ、ハウジングの細径化による小型化を図ることができる。
また、この場合、ヒータの中心軸に対して点対称となるように配置されたピエゾ抵抗体をヒータの中心軸を通り当該中心軸に直交する仮想線で2分したときの各側のピエゾ抵抗体の抵抗値の総和を夫々等しくすることが好ましい。これによって、より確実に振動によって発生するノイズ等を点対称に配置されたピエゾ抵抗体によって相殺して除去することができ、高精度に燃焼圧力を検出することができる。
In the glow plug with the combustion pressure sensor configured as described above, the pressure detecting element includes a piezoresistor, the piezoresistor is arranged so as to be point-symmetric with respect to the central axis of the heater, and all the piezoresistors are provided. It is preferable that the pressure detection element is arranged in the pressure detection element mounting portion so that the two are connected in series. As a result, noise generated by vibration can be canceled out by the piezoresistors disposed symmetrically with respect to the point, and the combustion pressure can be detected with high accuracy. In addition, since it is not necessary to use a Wheatstone bridge or the like, the number of signal transmitting conductive members can be less than four, and downsizing by reducing the diameter of the housing can be achieved.
In this case, the piezoresistors arranged so as to be point-symmetric with respect to the central axis of the heater are divided into two by a virtual line passing through the central axis of the heater and orthogonal to the central axis. It is preferable to make the sum of the resistance values of the body equal. As a result, noise generated by vibration can be more reliably canceled out by the piezoresistors arranged symmetrically, and the combustion pressure can be detected with high accuracy.

上記構成の燃焼圧力センサ付きグロープラグでは、ハウジングが、軸方向先端側に機関と密接するシート面と、当該シート面より軸方向後端側の外周面に機関取り付け用のねじ部とを有し、圧力検出素子が、ハウジングの機関取り付け用のねじ部よりも軸方向先端側に設けられている構成とすることが好ましい。これによって、圧力検出素子の検出信号に、振動に基づくノイズが加わることを抑制することができる。   In the glow plug with a combustion pressure sensor configured as described above, the housing has a seat surface that is in close contact with the engine on the front end side in the axial direction, and a screw portion for engine attachment on the outer peripheral surface on the rear end side in the axial direction from the seat surface. It is preferable that the pressure detection element is provided on the front end side in the axial direction from the screw portion for mounting the engine on the housing. Thereby, it can suppress that the noise based on a vibration is added to the detection signal of a pressure detection element.

上記構成の燃焼圧力センサ付きグロープラグでは、圧力検出素子は、圧力検出素子搭載部のヒータ側に配置されている構成とすることが好ましい。これによって、圧力検出素子をより軸方向先端側に配置することができ、圧力検出素子の検出信号に、振動に基づくノイズが加わることを抑制することができる。   In the glow plug with a combustion pressure sensor having the above configuration, the pressure detection element is preferably arranged on the heater side of the pressure detection element mounting portion. As a result, the pressure detection element can be arranged on the more distal end side in the axial direction, and noise based on vibration can be prevented from being added to the detection signal of the pressure detection element.

本発明の燃焼圧力センサ付きグロープラグによれば、高精度に燃焼圧力を検出することができるとともに、小型化を図ることのできる燃焼圧力センサ付きグロープラグを提供することができる。   According to the glow plug with a combustion pressure sensor of the present invention, it is possible to provide a glow plug with a combustion pressure sensor that can detect the combustion pressure with high accuracy and can be downsized.

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図1は、本発明の実施形態に係る燃焼圧力センサ付きグロープラグ100の構成を示すもので、図1(a)は燃焼圧力センサ付きグロープラグ100の全体構成を示す断面図、図1(b)は燃焼圧力センサ付きグロープラグ100の要部を拡大して示す断面図である。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows the configuration of a glow plug 100 with a combustion pressure sensor according to an embodiment of the present invention. FIG. 1 (a) is a cross-sectional view showing the overall configuration of the glow plug 100 with a combustion pressure sensor, and FIG. ) Is a cross-sectional view showing an enlarged main part of the glow plug 100 with the combustion pressure sensor.

図1に示すように、燃焼圧力センサ付きグロープラグ100は、例えば、炭素鋼(S45C等)、ステンレス鋼(例えば、SUS430、SUS630等)等の高強度の金属からなり、略筒状に形成されたハウジング1を具備している。ハウジング1の先端(図1中下側の端部)には、キャップ部材2が設けられている。   As shown in FIG. 1, the glow plug 100 with a combustion pressure sensor is made of a high-strength metal such as carbon steel (S45C, etc.), stainless steel (eg, SUS430, SUS630, etc.), and is formed in a substantially cylindrical shape. A housing 1 is provided. A cap member 2 is provided at the tip of the housing 1 (the lower end in FIG. 1).

図1(a)に示すように、ハウジング1の外周面には、燃焼圧力センサ付きグロープラグ100を図示しない機関(エンジン)に取り付けるためのねじ部4が形成されている。このねじ部4より後端側(図1中上側)の外周部には、ハウジング1を機関に取り付ける際に、スパナやレンチ等の工具を係合させる工具係合部5が設けられている。   As shown in FIG. 1A, a screw portion 4 for attaching the glow plug 100 with a combustion pressure sensor to an engine (engine) (not shown) is formed on the outer peripheral surface of the housing 1. A tool engaging portion 5 for engaging a tool such as a spanner or a wrench when the housing 1 is attached to the engine is provided on the outer peripheral portion on the rear end side (upper side in FIG. 1) from the screw portion 4.

キャップ部材2は、ヒータ20をハウジング1の先端から突出させた状態とするための開口部6を有しており、その軸方向先端側端面は、自動車用ディーゼルエンジン等の機関と密接するシート面(テーパ面)7が形成されている。開口部6内には、ステンレス鋼(例えば、SUS430、SUS630等)等の金属からなり、略筒状に形成されたヒータ支持部材10が設けられており、このヒータ支持部材10の内側にヒータ20が設けられている。ヒータ20は、例えば、絶縁性セラミックの内部に導電性セラミックを設けたセラミックヒータ(窒化珪素、アルミナ等からなる)、又はメタルグローヒータ(コイル、ステンレスチューブ、絶縁粉末等からなる)等から構成されている。図1(a)に示すヒータ20の先端面23は、燃焼室内部の燃焼圧を受ける受圧面とされている。   The cap member 2 has an opening 6 for allowing the heater 20 to protrude from the front end of the housing 1, and the end surface on the front end side in the axial direction is a seat surface that is in close contact with an engine such as an automobile diesel engine. (Tapered surface) 7 is formed. A heater support member 10 made of a metal such as stainless steel (for example, SUS430, SUS630, etc.) and formed in a substantially cylindrical shape is provided in the opening 6, and the heater 20 is provided inside the heater support member 10. Is provided. The heater 20 is composed of, for example, a ceramic heater (made of silicon nitride, alumina, or the like) in which a conductive ceramic is provided inside an insulating ceramic, or a metal glow heater (made of a coil, a stainless tube, insulating powder, or the like). ing. A tip surface 23 of the heater 20 shown in FIG. 1A is a pressure receiving surface that receives the combustion pressure in the combustion chamber.

ヒータ支持部材10は、その後端部に、外側に鍔状に突出するフランジからなるハウジング接続部11を具備している。また、このハウジング接続部11の内周部分は肉薄とされた可動部12とされている。この可動部12は、ヒータ20の受圧面に印加される燃焼圧に応じて弾性的に変形することにより、ヒータ20を軸方向に変位させる機能を有する。ヒータ支持部材10の可動部12より先端側には、筒状とされたヒータ接続部13が設けられている。このヒータ接続部13は、圧入もしくはロウ付けにより、その内周部がヒータ20と接続した状態とされている。また、ヒータ接続部13は、ヒータ20の外周面に露出するように設けられたアース側電極(図示せず。)と電気的に接続されており、ヒータ20はヒータ接続部13及びハウジング1を介して、接地電位に接続される。   The heater support member 10 includes a housing connection portion 11 formed of a flange protruding outwardly in a bowl shape at a rear end portion thereof. Moreover, the inner peripheral part of this housing connection part 11 is made into the movable part 12 made thin. The movable portion 12 has a function of displacing the heater 20 in the axial direction by elastically deforming according to the combustion pressure applied to the pressure receiving surface of the heater 20. A heater connection portion 13 having a cylindrical shape is provided on the distal end side of the movable portion 12 of the heater support member 10. The heater connecting portion 13 is connected to the heater 20 by press-fitting or brazing. The heater connecting portion 13 is electrically connected to a ground side electrode (not shown) provided so as to be exposed on the outer peripheral surface of the heater 20, and the heater 20 connects the heater connecting portion 13 and the housing 1. To the ground potential.

ヒータ支持部材10のハウジング接続部11より後端側には、円筒状に後端側に向けて延在する圧力検出素子保持用円筒状部材30が設けられている。この圧力検出素子保持用円筒状部材30の軸方向先端側には、外側に鍔状に突出するフランジ部31が形成されている。そして、このフランジ部31と、上記したヒータ支持部材10のハウジング接続部11とを、キャップ部材2とハウジング1との間に介在させた状態で溶接等によって固定することにより、圧力検出素子保持用円筒状部材30及びヒータ支持部材10がハウジング1に接続されている。   A cylindrical member 30 for holding a pressure detection element that extends in a cylindrical shape toward the rear end side is provided on the rear end side of the housing connecting portion 11 of the heater support member 10. On the tip end side in the axial direction of the cylindrical member 30 for holding the pressure detection element, a flange portion 31 that protrudes outwardly in a bowl shape is formed. And this flange part 31 and the above-mentioned housing connection part 11 of the heater support member 10 are fixed by welding or the like in a state of being interposed between the cap member 2 and the housing 1, thereby holding the pressure detection element. A cylindrical member 30 and a heater support member 10 are connected to the housing 1.

圧力検出素子保持用円筒状部材30の後端側端部には、円板状に形成された絶縁板32が、その後端側に設けられた筒状体35によって固定されている。絶縁板32の中央部にはグロー電極用貫通孔33が形成されており、このグロー電極用貫通孔33の周囲には、グロー電極用貫通孔33より小径の、複数(例えば2つ)の素子電極用貫通孔34が形成されている。これらの素子電極用貫通孔34内には、圧力検出素子40の検出信号を導出するための素子電極41が配置されている。このため、素子電極用貫通孔34は、素子電極41の数に対応して設けられている。   An insulating plate 32 formed in a disc shape is fixed to a rear end side end portion of the pressure detecting element holding cylindrical member 30 by a cylindrical body 35 provided on the rear end side. A glow electrode through hole 33 is formed at the center of the insulating plate 32, and a plurality of (for example, two) elements having a smaller diameter than the glow electrode through hole 33 are formed around the glow electrode through hole 33. An electrode through-hole 34 is formed. In these element electrode through holes 34, element electrodes 41 for deriving a detection signal of the pressure detection element 40 are arranged. Therefore, the element electrode through holes 34 are provided corresponding to the number of element electrodes 41.

上記絶縁板32には、導電性部材からなるグロー通電用電極50が固定されている。このグロー通電用電極50の先端側端部には、圧力検出素子搭載部として、円板状の第1フランジ部51が形成されている。この第1フランジ部51の後端側中央部には、後端側に突出する棒状部56が形成されている。また、この第1フランジ部51の後端側には、間隔を設けて第1フランジ部51より小径の第2フランジ部52が、棒状部56から径方向に鍔状に突出するように形成されている。この第2フランジ部52が、絶縁板32の先端側の面に当接された状態でグロー通電用電極50が絶縁板32に固定されており、第2フランジ部52より後端側の棒状部56がグロー電極用貫通孔33を通って後端側に突出した状態となっている。   A glow energizing electrode 50 made of a conductive member is fixed to the insulating plate 32. A disc-shaped first flange portion 51 is formed as a pressure detection element mounting portion at the tip side end portion of the glow energization electrode 50. A rod-like portion 56 that protrudes toward the rear end side is formed at the central portion on the rear end side of the first flange portion 51. Further, a second flange portion 52 having a smaller diameter than the first flange portion 51 is formed on the rear end side of the first flange portion 51 so as to protrude from the rod-like portion 56 in a bowl shape in the radial direction. ing. The glow energizing electrode 50 is fixed to the insulating plate 32 in a state where the second flange portion 52 is in contact with the surface on the front end side of the insulating plate 32, and the rod-shaped portion on the rear end side from the second flange portion 52. 56 is projected to the rear end side through the glow electrode through hole 33.

上記グロー通電用電極50の第1フランジ部51の先端側の面に圧力検出素子40が配置されている。この圧力検出素子40は、例えばガラス等の絶縁性材料を介して第1フランジ部51の先端側の面に固定されている。また、第1フランジ部51には、上記した素子電極用貫通孔34に対応して複数の貫通孔53が設けられており、これらの貫通孔53を通って、素子電極41が後端側に引き出されている。この貫通孔53内には、ガラス等の絶縁性材料が充填されており、素子電極41とグロー通電用電極50とが電気的に絶縁されている。   The pressure detection element 40 is disposed on the surface of the first flange portion 51 of the glow energization electrode 50 on the tip side. The pressure detection element 40 is fixed to the surface on the distal end side of the first flange portion 51 via an insulating material such as glass. Further, the first flange portion 51 is provided with a plurality of through holes 53 corresponding to the above-described element electrode through holes 34, and the element electrodes 41 are disposed on the rear end side through the through holes 53. Has been pulled out. The through-hole 53 is filled with an insulating material such as glass, and the element electrode 41 and the glow energizing electrode 50 are electrically insulated.

上記グロー通電用電極50の第1フランジ部51の先端側周縁部には、リング状部材54が溶接等によって固着されている。このリング状部材54の先端側は、ヒータ20の後端側に固着されており、ヒータ20の外周面に露出するように設けられたプラス側電極(図示せず。)と電気的に接続され、ヒータ20への電力供給路の一部を構成している。また、リング状部材54は圧力伝達機構としても作用する。すなわち、燃焼圧力によってヒータ20が後端側に変位すると、リング状部材54を介して第1フランジ部51の周縁部が押圧される。この時、第1フランジ部51の背面側(後端側)は、その中央部が棒状部56によって支持され、棒状部56は、第2フランジ部52を介して絶縁板32に固定されているので、第1フランジ部51の周縁部が後端側に変位するように歪む。そして、この時の第1フランジ部51の歪みを圧力検出素子40で検出することによって、燃焼室内の燃焼圧が検出される。   A ring-shaped member 54 is fixed to the peripheral edge of the first flange portion 51 of the glow energization electrode 50 by welding or the like. The front end side of the ring-shaped member 54 is fixed to the rear end side of the heater 20 and is electrically connected to a plus side electrode (not shown) provided so as to be exposed on the outer peripheral surface of the heater 20. , Constituting a part of the power supply path to the heater 20. The ring-shaped member 54 also functions as a pressure transmission mechanism. That is, when the heater 20 is displaced to the rear end side by the combustion pressure, the peripheral edge portion of the first flange portion 51 is pressed through the ring-shaped member 54. At this time, the central portion of the back side (rear end side) of the first flange portion 51 is supported by the rod-shaped portion 56, and the rod-shaped portion 56 is fixed to the insulating plate 32 via the second flange portion 52. Therefore, the peripheral edge portion of the first flange portion 51 is distorted so as to be displaced toward the rear end side. And the combustion pressure in a combustion chamber is detected by detecting the distortion of the 1st flange part 51 at this time with the pressure detection element 40. FIG.

上記のように、本実施形態では、グロー通電用電極50の第1フランジ部51が圧力検出素子搭載部となっており、ここに圧力検出素子40が配置されているので、グロー通電用電極50の配置位置を避けて、別に圧力検出素子40を搭載するための部材を設ける必要がない。このため、部品点数を削減して燃焼圧力センサ付きグロープラグ100を小型化することができる。また、圧力検出素子40を、ヒータ20の軸方向後端側端部と隣接する位置に設けることができるので、振動によるノイズの影響等を軽減して高精度に燃焼圧力を検出することができる。   As described above, in the present embodiment, the first flange portion 51 of the glow energization electrode 50 is a pressure detection element mounting portion, and the pressure detection element 40 is disposed here. There is no need to provide a separate member for mounting the pressure detecting element 40, avoiding the arrangement position of. For this reason, the number of parts can be reduced and the glow plug 100 with a combustion pressure sensor can be reduced in size. Further, since the pressure detection element 40 can be provided at a position adjacent to the axial rear end side end of the heater 20, it is possible to detect the combustion pressure with high accuracy by reducing the influence of noise caused by vibration. .

上記のように、第1フランジ部51の歪みを圧力検出素子40で検出する場合、圧力検出素子40としては、例えば、ピエゾ抵抗素子を使用することができる。図7は、圧力検出素子40として2つのピエゾ抵抗素子401、402を使用した場合の構成例を示している。図7において201は、前述したヒータ20の軸方向中心を通る中心軸を示しており、2つのピエゾ抵抗素子401、402は、この中心軸201に対して点対称に配置され、かつ、金等からなる接続ワイヤ410によって直列に接続されている。なお、図7に示すように、この場合の素子電極41は2つとなる。   As described above, when the strain of the first flange portion 51 is detected by the pressure detection element 40, for example, a piezoresistive element can be used as the pressure detection element 40. FIG. 7 shows a configuration example when two piezoresistive elements 401 and 402 are used as the pressure detecting element 40. In FIG. 7, reference numeral 201 denotes a central axis passing through the axial center of the heater 20 described above, and the two piezoresistive elements 401 and 402 are arranged point-symmetrically with respect to the central axis 201 and are made of gold or the like. Are connected in series by a connecting wire 410 made of As shown in FIG. 7, there are two device electrodes 41 in this case.

このように、複数のピエゾ抵抗素子401、402を、中心軸201に対して点対称に配置し、かつ、直列に接続することによって、振動によるノイズが発生した場合に、そのノイズ成分を複数のピエゾ抵抗素子401、402のピエゾ抵抗体R1,R2の抵抗値の変化によって相殺することができ、高精度に燃焼圧力を検出することができる。なお、この場合、点対称となるように配置されたピエゾ抵抗体の各側のピエゾ抵抗体の抵抗値の総和を夫々等しくすることが好ましい。つまり、図7に示す例では、ピエゾ抵抗素子401のピエゾ抵抗体R1の抵抗値とピエゾ抵抗素子402のピエゾ抵抗体R2の抵抗値を等しくすることが好ましい。これによって、振動による各側のピエゾ抵抗体の抵抗値の変化もその絶対値が略等しくなり、より確実に振動によって発生するノイズ等を点対称に配置されたピエゾ抵抗体R1,R2によって相殺して除去することができ、高精度に燃焼圧力を検出することができる。なお、上記の「抵抗値を等しくする」とは、通常のピエゾ抵抗体の製造工程における抵抗値のバラツキ程度の抵抗値の差がある場合を含むものであり、抵抗値の差を、例えば10%程度以下とすることを意味する。   As described above, when noise due to vibration is generated by arranging a plurality of piezoresistive elements 401 and 402 in point symmetry with respect to the central axis 201 and connecting them in series, the noise components are converted into a plurality of noise components. This can be canceled by the change in resistance value of the piezoresistors R1 and R2 of the piezoresistive elements 401 and 402, and the combustion pressure can be detected with high accuracy. In this case, it is preferable that the sum of the resistance values of the piezoresistors on each side of the piezoresistors arranged so as to be point-symmetric is made equal. That is, in the example shown in FIG. 7, it is preferable that the resistance value of the piezoresistor R1 of the piezoresistive element 401 is equal to the resistance value of the piezoresistor R2 of the piezoresistive element 402. As a result, the absolute values of the changes in the resistance values of the piezoresistors on each side due to vibration are substantially equal, and noise generated by the vibrations is more reliably offset by the piezoresistors R1 and R2 arranged symmetrically. The combustion pressure can be detected with high accuracy. The above-mentioned “equal resistance value” includes the case where there is a difference in resistance value that is about the variation of the resistance value in the manufacturing process of a normal piezoresistor. It means to be about% or less.

圧力検出素子40をピエゾ抵抗素子によって構成する場合、例えば、図8に示すように、中心軸201に対して点対称に2つのピエゾ抵抗体R1,R2を設けた1つのピエゾ抵抗素子403を用いてもよい。また、図9に示すように、中心軸201に対して点対称に1つのピエゾ抵抗体Rを設けた1つのピエゾ抵抗素子404を用いてもよい。なお、図9のピエゾ抵抗素子404の場合、中心軸201に対して対称に2つのピエゾ抵抗R1とピエゾ抵抗R2(R1+R2=R)が直列に接続して配列された場合と同等となる   When the pressure detection element 40 is constituted by a piezoresistive element, for example, as shown in FIG. 8, one piezoresistive element 403 provided with two piezoresistors R1 and R2 symmetrically with respect to the central axis 201 is used. May be. Further, as shown in FIG. 9, one piezoresistive element 404 provided with one piezoresistor R in point symmetry with respect to the central axis 201 may be used. In the case of the piezoresistive element 404 in FIG. 9, it is equivalent to the case where two piezoresistors R1 and R2 (R1 + R2 = R) are connected in series symmetrically with respect to the central axis 201.

上記のようにして、圧力検出素子40を構成した場合、ホイートストンブリッジ等を使用することなく、振動によるノイズを除去することができる。また、図7〜9に示すように、素子電極41及び後述するセンサ用端子42は2つ(4つ未満)とすることができるので、ホイートストンブリッジを使用した場合に比べてハウジング1を細径化して小型化を図ることができる。   When the pressure detection element 40 is configured as described above, noise due to vibration can be removed without using a Wheatstone bridge or the like. Moreover, as shown in FIGS. 7-9, since the element electrode 41 and the sensor terminal 42 mentioned later can be made into two (less than four), compared with the case where a Wheatstone bridge is used, the housing 1 has a small diameter. Can be reduced in size.

図1に示すように、上記圧力検出素子保持用円筒状部材30の後端側には、金属等の導電性材料から筒状に形成されヒータ20に電力を供給するためのグロー通電用筒状部材55が設けられている。このグロー通電用筒状部材55は、先端側において上記したグロー通電用電極50とニッケル線等の線材(図示せず。)を介して電気的に接続されている。また、グロー通電用筒状部材55の後端側は、ハウジング1の後端側端部に設けられたコネクタ8と電気的に接続されている。   As shown in FIG. 1, a glow energizing cylinder for supplying power to the heater 20 formed in a cylindrical shape from a conductive material such as a metal on the rear end side of the pressure detecting element holding cylindrical member 30. A member 55 is provided. The glow energization tubular member 55 is electrically connected to the glow energization electrode 50 on the tip side via a wire (not shown) such as a nickel wire. Further, the rear end side of the glow energizing tubular member 55 is electrically connected to the connector 8 provided at the rear end side end portion of the housing 1.

グロー通電用筒状部材55の内部には、素子電極41の後端部に接続されたセンサ用端子42(信号伝達用導電性部材)及びこのセンサ用端子42に電気的に接続され、圧力検出素子40からの検出信号を処理する信号処理回路43が収容されている。信号処理回路43は、基板44にASIC(Application Specific Integrated Circuit)等のIC45等を搭載して構成されている。このIC45は、ハウジング1のねじ部4より先端側とならないように配置されている。これによって、燃焼室からの熱によりIC45が高温に晒されることがないよう、すなわち、ねじ部4が締結された、冷却されているエンジンより高温の雰囲気にIC45が晒されることがないようになっている。この信号処理回路43の出力信号は、コネクタ8を介してECUなどの制御機器に入力され、エンジン内における燃焼圧の変化が検知される。   Inside the glow energization cylindrical member 55, a sensor terminal 42 (conductive member for signal transmission) connected to the rear end portion of the element electrode 41 and the sensor terminal 42 are electrically connected to detect pressure. A signal processing circuit 43 for processing a detection signal from the element 40 is accommodated. The signal processing circuit 43 is configured by mounting an IC 45 or the like such as an ASIC (Application Specific Integrated Circuit) on a substrate 44. The IC 45 is arranged so as not to be on the tip side from the screw portion 4 of the housing 1. This prevents the IC 45 from being exposed to a high temperature due to heat from the combustion chamber, that is, the IC 45 is not exposed to a higher temperature atmosphere than the engine being cooled, to which the screw portion 4 is fastened. ing. An output signal of the signal processing circuit 43 is input to a control device such as an ECU via the connector 8 to detect a change in combustion pressure in the engine.

また、図2に示すように、センサ用端子42及び信号処理回路43と、グロー通電用筒状部材55との間には、ガラスや樹脂等からなる絶縁性材料46が充填されている。このように、絶縁性材料46を充填することによって、センサ用端子42及び信号処理回路43と、グロー通電用筒状部材55とが電気的に短絡することを確実に防止することができる。   Further, as shown in FIG. 2, an insulating material 46 made of glass, resin, or the like is filled between the sensor terminal 42 and the signal processing circuit 43 and the glow energizing tubular member 55. Thus, by filling the insulating material 46, it is possible to reliably prevent the sensor terminal 42, the signal processing circuit 43, and the glow energizing tubular member 55 from being electrically short-circuited.

上記のように、本実施形態では、ヒータ20に電力を供給するためのグロー通電用筒状部材55を筒状(円筒状)とし、その内部に、圧力検出素子40からの検出信号を取り出すためのセンサ用端子42が収容されている。したがって、グロー通電用筒状部材55にヒータ20を加熱するための大電流が流れた場合においても、このグロー通電用筒状部材55からのノイズが、センサ用端子42を流れる圧力検出素子40の検出信号に入り込むことがなく、高精度に燃焼圧力を検出することができる。   As described above, in the present embodiment, the glow energization tubular member 55 for supplying power to the heater 20 is tubular (cylindrical), and the detection signal from the pressure detection element 40 is taken out of the tubular member 55. The sensor terminal 42 is accommodated. Therefore, even when a large current for heating the heater 20 flows through the glow energizing tubular member 55, noise from the glow energizing tubular member 55 causes noise in the pressure detection element 40 flowing through the sensor terminal 42. The combustion pressure can be detected with high accuracy without entering the detection signal.

さらに、本実施形態では、上記したセンサ用端子42のみではなく、圧力検出素子40からの検出信号を処理する信号処理回路43も、グロー通電用筒状部材55内に収容されている。このような構成とすることにより、より精度良く燃焼圧力を検出することができる。すなわち、圧力検出素子40から出力される検出信号は微弱であり、増幅する前の圧力検出素子40からの検出信号にノイズが入り込むと、S/N比が低下して精度の高い燃焼圧力の検出が困難になるが、一旦検出信号を増幅してしまえば、増幅した検出信号にノイズが入り込んだとしても、増幅する前の圧力検出素子40からの検出信号にノイズが入り込んだ場合と比べて、S/N比の低下を抑制することができる。そして、信号処理回路43をグロー通電用筒状部材55内に収容することによって、増幅する前の検出信号にノイズが入り込むことをより確実に防止することができる。   Further, in the present embodiment, not only the sensor terminal 42 described above but also a signal processing circuit 43 for processing a detection signal from the pressure detection element 40 is accommodated in the glow energizing cylindrical member 55. With this configuration, the combustion pressure can be detected with higher accuracy. That is, the detection signal output from the pressure detection element 40 is weak, and when noise enters the detection signal from the pressure detection element 40 before amplification, the S / N ratio is reduced and the combustion pressure is detected with high accuracy. However, once the detection signal is amplified, even if noise enters the amplified detection signal, compared to the case where noise enters the detection signal from the pressure detection element 40 before amplification, A decrease in the S / N ratio can be suppressed. By accommodating the signal processing circuit 43 in the glow energization tubular member 55, it is possible to more reliably prevent noise from entering the detection signal before amplification.

上記構成の燃焼圧力センサ付きグロープラグ100では、図1(a)に示すように、ヒータ20の先端部が、ハウジング1の先端部から突出した状態となっている。そして、グロープラグ100を図示しない機関のプラグ取り付け孔内に挿入し、ねじ部4を機関の取り付けねじに締め付けてシート面7を機関に当接させることにより、気密性を確保する。この状態で、ヒータ20の先端側が燃焼室内に位置するように内燃機関に取り付けられ、ヒータ20に通電して発熱させることによって内燃機関の始動を補助する。   In the glow plug 100 with the combustion pressure sensor configured as described above, the tip of the heater 20 protrudes from the tip of the housing 1 as shown in FIG. The glow plug 100 is inserted into a plug mounting hole of an engine (not shown), and the screw portion 4 is fastened to the mounting screw of the engine to bring the seat surface 7 into contact with the engine, thereby ensuring airtightness. In this state, the heater 20 is attached to the internal combustion engine so that the front end side is located in the combustion chamber, and the heater 20 is energized to generate heat, thereby assisting in starting the internal combustion engine.

そして、ヒータ20の先端面(受圧面)23に燃焼圧が加わると、可動部12が弾性的に変形する(撓む)ことにより、ヒータ20が後方に向けて軸方向に変位し、圧力検出素子40が配置されたグロー通電用電極50の第1フランジ部51の周縁部がリング状部材54によって押圧される。第1フランジ部51の中央部は、後端側に延在するグロー通電用電極50の棒状部56及び第2フランジ部52等を介して、実質的にハウジング1に固定されているので、グロー通電用電極50の第1フランジ部51の周縁部が押圧されるとこの周縁部が後端側に変位して第1フランジ部51が歪み、この歪みが圧力検出素子40により、圧力変化として検出される。   When combustion pressure is applied to the tip surface (pressure receiving surface) 23 of the heater 20, the movable portion 12 is elastically deformed (bent), so that the heater 20 is displaced in the axial direction toward the rear, and pressure detection. The peripheral edge portion of the first flange portion 51 of the glow energization electrode 50 in which the element 40 is disposed is pressed by the ring-shaped member 54. Since the central portion of the first flange portion 51 is substantially fixed to the housing 1 via the rod-like portion 56 of the glow energizing electrode 50 and the second flange portion 52 that extend to the rear end side, When the peripheral edge portion of the first flange portion 51 of the energizing electrode 50 is pressed, the peripheral edge portion is displaced to the rear end side, and the first flange portion 51 is distorted. This distortion is detected by the pressure detection element 40 as a pressure change. Is done.

そして、上記の圧力検出素子40の出力信号は、グロー通電用筒状部材55内に収容されたセンサ用端子42によって信号処理回路43に伝えられ、信号処理回路43により増幅される。   The output signal of the pressure detecting element 40 is transmitted to the signal processing circuit 43 through the sensor terminal 42 accommodated in the glow energizing tubular member 55 and amplified by the signal processing circuit 43.

なお、圧力検出素子40としては、Si素子、SOI素子等のピエゾ抵抗素子から構成され、圧力が加わった際の歪みに応じた電気信号を出力するように構成されたものを使用することができる。このような圧力検出素子40を構成する場合、ガラス、金属等からなる基板に、Si素子、SOI素子等の素子を接合した構造とすることができる。素子の表面にはピエゾ抵抗体が形成され、素子が歪み変形された際の抵抗値の変化から圧力を検出する。この他に、PZT、水晶等の圧電素子を使用することもできる。   As the pressure detection element 40, an element configured from a piezoresistive element such as an Si element or an SOI element and configured to output an electric signal corresponding to strain when pressure is applied can be used. . When such a pressure detection element 40 is comprised, it can be set as the structure which joined elements, such as Si element and SOI element, to the board | substrate which consists of glass, a metal, etc. A piezoresistor is formed on the surface of the element, and pressure is detected from a change in resistance value when the element is strained and deformed. In addition, piezoelectric elements such as PZT and quartz can also be used.

次に、第2実施形態につい図3〜図6を参照して説明する。図3は、第2実施形態の燃焼圧力センサ付きグロープラグ200の要部構成を示すもので、前述した図1の燃焼圧力センサ付きグロープラグ100における図1(b)に示した部分に相当する。   Next, a second embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 3 shows a configuration of a main part of a glow plug 200 with a combustion pressure sensor according to the second embodiment, and corresponds to the portion shown in FIG. 1B in the glow plug 100 with a combustion pressure sensor of FIG. 1 described above. .

図3に示すように、燃焼圧力センサ付きグロープラグ200では、導電性部材からなるグロー通電用電極150の後端側端部に、圧力検出素子搭載部として、円板状の第1フランジ部151が形成されている。この第1フランジ部151の背面側(先端側)中央部には、先端側に突出する棒状部156が形成されている。また、棒状部156の先端側端部には、円板状の第2フランジ部152が形成されており、これらの第1フランジ部151と第2フランジ部152とを棒状部156によって接続し、断面形状が略エ字状となるように構成されている。   As shown in FIG. 3, in the glow plug 200 with a combustion pressure sensor, a disk-shaped first flange portion 151 is provided as a pressure detection element mounting portion on the rear end side end portion of the glow energization electrode 150 made of a conductive member. Is formed. A rod-like portion 156 that protrudes toward the front end side is formed at the center of the back side (front end side) of the first flange portion 151. Further, a disc-shaped second flange portion 152 is formed at the end of the rod-shaped portion 156 on the front end side, and the first flange portion 151 and the second flange portion 152 are connected by the rod-shaped portion 156. The cross-sectional shape is configured to be substantially letter-shaped.

第1フランジ部151の周縁部は、環状に形成された絶縁部材132にロー付け等によって固定されており、この絶縁部材132は、圧力検出素子保持用円筒状部材30にロー付け等によって固定されている。したがって、第1フランジ部151の周縁部は、絶縁部材132及び圧力検出素子保持用円筒状部材30を介してハウジング1に固定されている。また、第1フランジ部151の後端側の面に圧力検出素子40が配置されている。この圧力検出素子40は、例えばガラス等の絶縁性材料を介して第1フランジ部151の後端側の面に固定されている。   The peripheral edge portion of the first flange portion 151 is fixed to an annular insulating member 132 by brazing or the like, and the insulating member 132 is fixed to the pressure detection element holding cylindrical member 30 by brazing or the like. ing. Therefore, the peripheral edge portion of the first flange portion 151 is fixed to the housing 1 via the insulating member 132 and the pressure detection element holding cylindrical member 30. In addition, the pressure detection element 40 is disposed on the rear end surface of the first flange portion 151. The pressure detection element 40 is fixed to a surface on the rear end side of the first flange portion 151 via an insulating material such as glass.

図4は、圧力検出素子40及びグロー通電用電極150の電気的な接続と絶縁部材132等の組み立てを行う際の工程を示すものであり、図5は図4(b)、図6は図4(c)に対応する絶縁部材132の後端側の構成を示すものである。図4(b)及び図5に示すように、絶縁部材132の後端面には、3つの溝133によって分離されるとともにメタライズされた3つの導電部が形成されており、そのうちの1つがグローヒータ電極取り出し部134、他の2つがセンサ電極取り出し部135とされている。また、図6に示すように、センサ電極取り出し部135には、圧力検出素子40からの接続ワイヤ141が接続されるとともに、図4(c)にも示すように、センサ用電極42が接続される。また、グローヒータ電極取り出し部134は、絶縁部材132の内周面に形成されたメタライズ層によりグロー通電用電極150と接続されるとともに、グローヒータ電極157が接続され、電気的に後端側に引き出される。   4 shows the electrical connection between the pressure detecting element 40 and the glow energizing electrode 150 and the steps for assembling the insulating member 132 and the like. FIG. 5 shows the steps in FIG. 4B and FIG. The structure of the rear end side of the insulating member 132 corresponding to 4 (c) is shown. As shown in FIGS. 4B and 5, the rear end face of the insulating member 132 is formed with three conductive portions separated and metalized by three grooves 133, one of which is a glow heater electrode. The extraction part 134 and the other two are the sensor electrode extraction part 135. As shown in FIG. 6, the sensor electrode take-out part 135 is connected to the connection wire 141 from the pressure detection element 40 and to the sensor electrode 42 as shown in FIG. 4C. The The glow heater electrode lead-out portion 134 is connected to the glow energization electrode 150 by a metallized layer formed on the inner peripheral surface of the insulating member 132, and is connected to the glow heater electrode 157, and is electrically drawn out to the rear end side. .

図3に示すように、上記グロー通電用電極150の第2フランジ部152の先端側周縁部には、リング状部材54が溶接等によって固着されている。このリング状部材54の先端側は、ヒータ20の後端側に固着されており、ヒータ20の外周面に露出するように設けられたプラス側電極(図示せず。)と電気的に接続され、ヒータ20への電力供給路の一部を構成している。また、リング状部材54は圧力伝達機構としても作用する。すなわち、燃焼圧力によってヒータ20が後端側に変位すると、リング状部材54を介して第2フランジ部152の周縁部が押圧され、第2フランジ部152の後端側の棒状部156を介して、第1フランジ部151の中央部が押圧される。この時、第1フランジ部151の周縁部は、前述したとおり、絶縁部材132及び圧力検出素子保持用円筒状部材30を介してハウジング1に固定されているので、第1フランジ部151の中央部が後端側に変位するように歪む。そして、この時の第1フランジ部151の歪みを圧力検出素子40で検出することによって、燃焼室内の燃焼圧が検出される。なお、他の部位については、前述した燃焼圧力センサ付きグロープラグ100と同様に構成されているため、対応する部分には同一符合を付して、重複する説明は省略する。   As shown in FIG. 3, a ring-shaped member 54 is fixed to the peripheral edge portion of the second flange portion 152 of the glow energizing electrode 150 by welding or the like. The front end side of the ring-shaped member 54 is fixed to the rear end side of the heater 20 and is electrically connected to a plus side electrode (not shown) provided so as to be exposed on the outer peripheral surface of the heater 20. , Constituting a part of the power supply path to the heater 20. The ring-shaped member 54 also functions as a pressure transmission mechanism. That is, when the heater 20 is displaced to the rear end side by the combustion pressure, the peripheral edge portion of the second flange portion 152 is pressed via the ring-shaped member 54, and the rod-like portion 156 on the rear end side of the second flange portion 152 is pressed. The center portion of the first flange portion 151 is pressed. At this time, the peripheral portion of the first flange portion 151 is fixed to the housing 1 via the insulating member 132 and the pressure detection element holding cylindrical member 30 as described above, and therefore, the central portion of the first flange portion 151. Is distorted to displace to the rear end side. And the combustion pressure in a combustion chamber is detected by detecting the distortion of the 1st flange part 151 at this time with the pressure detection element 40. FIG. In addition, since it is comprised similarly to the glow plug 100 with a combustion pressure sensor mentioned above about the other site | part, the same code | symbol is attached | subjected to a corresponding part and the overlapping description is abbreviate | omitted.

以上のように構成された燃焼圧力センサ付きグロープラグ200においても、前述した燃焼圧力センサ付きグロープラグ100と同様に、高精度で燃焼圧力を検出することができるとともに、小型化を図ることができる。   In the glow plug 200 with the combustion pressure sensor configured as described above, the combustion pressure can be detected with high accuracy and the size can be reduced as in the case of the glow plug 100 with the combustion pressure sensor described above. .

以上において、本発明を実施形態に即して説明したが、本発明は上記実施形態等に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できることは言うまでもない。   In the above, the present invention has been described with reference to the embodiment. However, the present invention is not limited to the above-described embodiment and the like, and it is needless to say that the present invention can be appropriately modified and applied without departing from the gist thereof.

本発明の実施形態に係る燃焼圧力センサ付きグロープラグの全体及び要部の断面構成を示す図。The figure which shows the whole glow plug with a combustion pressure sensor which concerns on embodiment of this invention, and the cross-sectional structure of the principal part. 本発明の実施形態に係る燃焼圧力センサ付きグロープラグの要部の断面構成を示す図。The figure which shows the cross-sectional structure of the principal part of the glow plug with a combustion pressure sensor which concerns on embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態に係る燃焼圧力センサ付きグロープラグの要部の断面構成を示す図。The figure which shows the cross-sectional structure of the principal part of the glow plug with a combustion pressure sensor which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 図3の燃焼圧力センサ付きグロープラグの要部構成を拡大して示す斜視図。The perspective view which expands and shows the principal part structure of the glow plug with a combustion pressure sensor of FIG. 図3の燃焼圧力センサ付きグロープラグの要部構成を拡大して示す平面図。The top view which expands and shows the principal part structure of the glow plug with a combustion pressure sensor of FIG. 図3の燃焼圧力センサ付きグロープラグの要部構成を拡大して示す平面図。The top view which expands and shows the principal part structure of the glow plug with a combustion pressure sensor of FIG. 圧力検出素子の構成例を拡大して模式的に示す平面図。The top view which expands and shows the structural example of a pressure detection element typically. 圧力検出素子の構成例を拡大して模式的に示す平面図。The top view which expands and shows the structural example of a pressure detection element typically. 圧力検出素子の構成例を拡大して模式的に示す平面図。The top view which expands and shows the structural example of a pressure detection element typically.

符号の説明Explanation of symbols

1……ハウジング、2……キャップ部材、4……ねじ部、5……工具係合部、6……開口部、7……シート面、8……コネクタ、10……ヒータ支持部材、11……ハウジング接続部、12……可動部、13……ヒータ接続部、20……ヒータ、23……先端面(受圧面)、30……圧力検出素子保持用円筒状部材、31……フランジ部、32……絶縁板、33……グロー電極用貫通孔、34……素子電極用貫通孔、35……筒状体、40……圧力検出素子、41……素子電極、42……センサ用端子、43……信号処理回路、44……基板、45……IC、46……絶縁性材料、50……グロー通電用電極、51……第1フランジ部、52……第2フランジ部、53……貫通孔、54……リング状部材、55……グロー通電用筒状部材、100……燃焼圧力センサ付きグロープラグ。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Housing, 2 ... Cap member, 4 ... Screw part, 5 ... Tool engaging part, 6 ... Opening part, 7 ... Sheet surface, 8 ... Connector, 10 ... Heater support member, 11 ...... Housing connection part, 12 ... movable part, 13 ... heater connection part, 20 ... heater, 23 ... tip surface (pressure-receiving surface), 30 ... cylindrical member for holding the pressure detection element, 31 ... flange 32, insulating plate, 33 ... glow electrode through hole, 34 ... element electrode through hole, 35 ... cylindrical body, 40 ... pressure detecting element, 41 ... element electrode, 42 ... sensor Terminal, 43... Signal processing circuit, 44... Substrate, 45 .. IC, 46 .. insulating material, 50 .. glow energizing electrode, 51 .. first flange portion, 52. , 53... Through-hole, 54... Ring-shaped member, 55. 0 ...... combustion pressure sensor glow plug.

Claims (7)

筒状に形成されたハウジングと、
前記ハウジング内に配置された圧力検出素子と、
先端側が前記ハウジングの先端部から突出し、後端側が前記ハウジング内に収容されるように設けられたヒータであって、先端面が受圧面とされ、前記圧力検出素子に燃焼圧を伝達するヒータと、
前記ハウジング内の前記ヒータより軸方向後端側に設けられると共に前記ヒータに直接又は他部材を介して接続される、前記ヒータに電力を供給するための電力供給用導電性部材であって、前記圧力検出素子が配置されると共に前記ヒータの中心軸と直交するように設けられ、前記ヒータによって伝達された燃焼圧によって歪む圧力検出素子搭載部を有する電力供給用導電性部材とを具備し
前記電力供給用導電性部材が、前記圧力検出素子が配置される前記圧力検出素子搭載部と、当該圧力検出素子搭載部の前記圧力検出素子が配置される側とは反対側の背面側中央部から前記ヒータの中心軸方向に突出する棒状部とを具備し、前記圧力検出素子搭載部の周縁部と前記棒状部との間に前記ヒータによって伝達された燃焼圧を作用させて前記圧力検出素子搭載部を歪ませる
ことを特徴とする燃焼圧力センサ付きグロープラグ。
A housing formed in a cylindrical shape;
A pressure sensing element disposed within the housing;
A heater provided such that a front end side protrudes from a front end portion of the housing and a rear end side is accommodated in the housing, the front end surface being a pressure receiving surface, and a heater for transmitting combustion pressure to the pressure detecting element; ,
A conductive member for power supply for supplying power to the heater, which is provided on the rear end side in the axial direction from the heater in the housing and connected to the heater directly or via another member, A power supply conductive member having a pressure detection element mounting portion disposed so as to be orthogonal to the central axis of the heater and having a pressure detection element mounting portion that is distorted by the combustion pressure transmitted by the heater ;
The conductive member for power supply includes the pressure detection element mounting portion on which the pressure detection element is disposed, and a rear side central portion on the opposite side of the pressure detection element mounting portion on which the pressure detection element is disposed. And a rod-shaped portion protruding in the central axis direction of the heater, and the pressure detection element is caused to act on the combustion pressure transmitted by the heater between a peripheral portion of the pressure-detecting element mounting portion and the rod-shaped portion. A glow plug with a combustion pressure sensor characterized by distorting the mounting part .
請求項記載の燃焼圧力センサ付きグロープラグにおいて、
前記圧力検出素子が、絶縁性材料を介して前記圧力検出素子搭載部に固着されていることを特徴とする燃焼圧力センサ付きグロープラグ。
The glow plug with a combustion pressure sensor according to claim 1 ,
A glow plug with a combustion pressure sensor, wherein the pressure detection element is fixed to the pressure detection element mounting portion via an insulating material.
請求項記載の燃焼圧力センサ付きグロープラグにおいて、
前記絶縁性材料がガラスであることを特徴とする燃焼圧力センサ付きグロープラグ。
The glow plug with a combustion pressure sensor according to claim 2 ,
A glow plug with a combustion pressure sensor, wherein the insulating material is glass.
請求項1〜いずれか1項記載の燃焼圧力センサ付きグロープラグにおいて、
前記圧力検出素子はピエゾ抵抗体を具備し、当該ピエゾ抵抗体が前記ヒータの中心軸に対して点対称となるように配置され、かつ、全ての前記ピエゾ抵抗体が直列に接続されるように、前記圧力検出素子が前記圧力検出素子搭載部に配置されることを特徴とする燃焼圧力センサ付きグロープラグ。
In the glow plug with a combustion pressure sensor of any one of Claims 1-3 ,
The pressure detection element includes a piezoresistor, the piezoresistor is arranged to be point-symmetric with respect to the central axis of the heater, and all the piezoresistors are connected in series. A glow plug with a combustion pressure sensor, wherein the pressure detection element is disposed in the pressure detection element mounting portion.
請求項記載の燃焼圧力センサ付きグロープラグにおいて、
前記ヒータの中心軸に対して点対称となるように配置された前記ピエゾ抵抗体を前記ヒータの中心軸を通り当該中心軸に直交する仮想線で2分したときの各側の前記ピエゾ抵抗体の抵抗値の総和が夫々等しいことを特徴とする燃焼圧力センサ付きグロープラグ。
The glow plug with a combustion pressure sensor according to claim 4 ,
The piezoresistors on each side when the piezoresistors arranged so as to be point-symmetric with respect to the central axis of the heater are divided into two by an imaginary line passing through the central axis of the heater and orthogonal to the central axis A glow plug with a combustion pressure sensor, characterized in that the sum of the resistance values of each is equal.
請求項1〜いずれか1項記載の燃焼圧力センサ付きグロープラグにおいて、
前記ハウジングが、軸方向先端側に機関と密接するシート面と、当該シート面より軸方向後端側の外周面に機関取り付け用のねじ部とを有し、
前記圧力検出素子が、前記ハウジングの前記機関取り付け用のねじ部よりも軸方向先端側に設けられていることを特徴とする燃焼圧力センサ付きグロープラグ。
The glow plug with a combustion pressure sensor according to any one of claims 1 to 5 ,
The housing has a seat surface in close contact with the engine on the front end side in the axial direction, and a screw portion for engine attachment on the outer peripheral surface on the rear end side in the axial direction from the seat surface.
A glow plug with a combustion pressure sensor, wherein the pressure detection element is provided on the distal end side in the axial direction from the engine mounting screw portion of the housing.
請求項1〜いずれか1項記載の燃焼圧力センサ付きグロープラグにおいて、
前記圧力検出素子は、前記圧力検出素子搭載部の前記ヒータ側に配置されていることを特徴とする燃焼圧力センサ付きグロープラグ。
In the glow plug with a combustion pressure sensor of any one of Claims 1-6 ,
The glow plug with a combustion pressure sensor, wherein the pressure detection element is disposed on the heater side of the pressure detection element mounting portion.
JP2008106530A 2008-04-16 2008-04-16 Glow plug with combustion pressure sensor Expired - Fee Related JP5108601B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008106530A JP5108601B2 (en) 2008-04-16 2008-04-16 Glow plug with combustion pressure sensor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008106530A JP5108601B2 (en) 2008-04-16 2008-04-16 Glow plug with combustion pressure sensor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2009257662A JP2009257662A (en) 2009-11-05
JP5108601B2 true JP5108601B2 (en) 2012-12-26

Family

ID=41385311

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008106530A Expired - Fee Related JP5108601B2 (en) 2008-04-16 2008-04-16 Glow plug with combustion pressure sensor

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5108601B2 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2138820B1 (en) * 2008-06-25 2016-09-21 Sensata Technologies, Inc. A piezoresistive pressure-measuring plug for a combustion engine
JP5901882B2 (en) * 2011-02-25 2016-04-13 日本特殊陶業株式会社 Glow plug with combustion pressure sensor
JP7313268B2 (en) * 2019-12-20 2023-07-24 ボッシュ株式会社 glow plug

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3166015B2 (en) * 1992-07-16 2001-05-14 株式会社豊田中央研究所 Force conversion element and pressure detection circuit using the same
JP3912352B2 (en) * 2002-10-07 2007-05-09 株式会社デンソー Glow plug with combustion pressure sensor
JP4487853B2 (en) * 2004-05-26 2010-06-23 株式会社豊田中央研究所 Glow plug
JP4268596B2 (en) * 2005-03-31 2009-05-27 日本特殊陶業株式会社 Glow plug with combustion pressure detection mechanism and glow plug connection structure
JP2007057140A (en) * 2005-08-23 2007-03-08 Ngk Spark Plug Co Ltd Glow plug with combustion pressure sensor
JP2007113851A (en) * 2005-10-20 2007-05-10 Ngk Spark Plug Co Ltd Glow plug with combustion pressure sensor
JP2007187609A (en) * 2006-01-16 2007-07-26 Nippon Soken Inc Structure of mounting pressure sensor
JP2007292415A (en) * 2006-04-27 2007-11-08 Kyocera Corp Heater with pressure sensor, and glow plug using the same

Also Published As

Publication number Publication date
JP2009257662A (en) 2009-11-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3911930B2 (en) Glow plug with combustion pressure sensor
JP3885515B2 (en) Glow plug with combustion pressure sensor
JP4386117B2 (en) Glow plug with combustion pressure sensor
JP5934215B2 (en) Ceramic glow plug with pressure sensor
JP2006307834A (en) Combustion pressure sensor and glow plug including the same
US8567237B2 (en) Combustion pressure sensor
JP2010139148A (en) Glow plug with combustion pressure sensor and internal combustion engine
JP2011516810A (en) Glow plug for pressure measurement
JP2011144978A (en) Glow plug including combustion pressure sensor
JP3912352B2 (en) Glow plug with combustion pressure sensor
US7856890B2 (en) Pressure detector and method of manufacturing the same
JP2010139147A (en) Glow plug with combustion pressure sensor
JP5108601B2 (en) Glow plug with combustion pressure sensor
JP2009229039A (en) Glow plug with combustion pressure sensor
JP5047770B2 (en) Glow plug with combustion pressure sensor
JP2013228175A (en) Glow plug
JP5001029B2 (en) Glow plug with combustion pressure sensor
JP4207070B2 (en) Glow plug with combustion sensor
JP2009063256A (en) Glow plug with combustion pressure sensor
JP2007057140A (en) Glow plug with combustion pressure sensor
JP2009236438A (en) Glow plug
JP2007198618A (en) Glow plug with combustion pressure sensor
JP2007113851A (en) Glow plug with combustion pressure sensor
JP2009257711A (en) Substrate holding member for glow plug-integrated type combustion pressure sensor, glow plug integral type combustion pressure sensor using it, and glow plug with combustion pressure sensor
JP2007198169A (en) Combustion pressure sensor and internal combustion engine with sensor

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20100621

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20120416

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20120515

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120620

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20120911

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20121005

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5108601

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20151012

Year of fee payment: 3

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees